СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОТИОФЕНА И НАФТАЛИНА Советский патент 1974 года по МПК C07D333/54 

1

Изобретение относится к области получения бензотиофена и нафталина, а именно к способу выделения бензотиофена и нафталина из технических смесей, выделяемых из нафталиновых фракций коксохимического производства. Указанные соединения находят применение в качестве сырья для синтеза красителей, физиологически активных веществ, полимеров и т. д.

Известен способ выделения бензотиофена из технического нафталина, содержащего 3- 5% бензотиофена, методом кристаллизации из ксилола с выходом до 60%. Но этим способом невозможно получение нафталина, освобожденного от бензотиофена. Применение этого способа сопровождается значительными потерями целевого продукта. Способ требует применения больщого количества операций, что усложняет процесс.

С целью повышения выхода целевых продуктов и упрощения процесса описывают новый способ выделения бензотиофена и нафталина из технических смесей, заключающийся в том, что техническую смесь подвергают многоступенчатой противоточной экстракции системой из полярного и неполярного растворителей. В качестве полярного растворителя применяют алифатические гликоли, их простые эфиры, эфиры или амиды карбоновых кислот, алифатические амины или оксиамины.

нирролидон или сульфолан, диметилсульфоксид или тиодигликоль или смеси этих веществ друг с другом или с водой, и в качестве неполярного растворителя применяют парафиновые углеводороды фракции Се-Сю и процесс ведут при 20-90°С.

Коэффициенты относительного распределения компонентов системы бензотиофен-нафталин в присутствии системы из полярного и

неполярного растворителя, взятых в соотношении 1:1 составляют при 20°С ,5-1,9 при однократной экстракции. Объемное соотнощение - нафталиновая фракция : полярный растворитель равно 1 :9-10.

При экстракции с эффективностью четыре теоретические ступени (Т. С.) содержание бензотиофена в нафталине снижается с 4 до 1,5%. В экстракте содерл ание бензотиофена повыщается до 15-18%. В рафинате, т. е. в

растворе неполярного растворителя, содержание нафталина повышается с 85 до 99,1%.

Повторная обработка указанным способом экстракта, содержащего повышенное количество бензотиофена, приводит в конце к получению экстракта, содержащего не менее 98% бензотиофена.

С целью повышения выхода целевых продуктов способ можно осуществлять в две стадии. На первой стадии используют только

полярный растворитель, содержащий до 5%

воды. При этом соотношение по объему нафталиновая фракция : растворитель равно 1 : 3. Процесс осуществляют при 80°С. При этой температуре для системы нафталин-бензотиофен р равно 1,45-1,5 при однократной экстракции, а для системы метилнафталин- бензотиофен 2-2,5. Объемное соотношение экстракт : рафинат составляет 6:1. Рафинат в этих условиях обогащается нафталином и метилнафталином, а экстракт - бензотиофеном. Для окончательного разделения смеси, содержащей бензотиофен и нафталин, последнюю подвергают далее противоточной экстракции системой из двух растворителей при комнатной температуре. Целевые продукты из растворов выделяют далее известными методами. Общие потери продуктов не превышают 3-5% от исходного количества.

Пример 1. Па противоточном роторном экстракторе эффективностью 10 теоретических ступеней (Т.С.) подвергают экстракции нафталиновую фракцию коксохимического производства состава: нафталин 85 вес.%, бензотиофен 3,5 вес.%,, остальное-1- и 2-метил- нафталины (по данным ГЖХ). Эту фракцию в виде 10%-ного раствора в октане подают в нижнюю часть колонки, в верхнюю часть подают диэтиленгликоль. Соотношение октанадиэтиленгликоль равно 1 : 1 (по объему). Процесс противоточной экстракции осуществляют в непрерывном режиме при 20°С и при атмосферном давлении. С верха колонны отбирают рафинат, содержащий нафталин и метилнафталины в растворе октана. Выделенный известным способом из октана нафталин имеет следующий состав, вес. %: нафталин 99,1, бензотиофен 0,8, метилнафталины 0,1, и имеет температуру кристаллизации 79,6-79,8°С, что соответствует ГОСТу 1610670 на коксохимический нафталин. Из экстракта, который отбирают из нижней части колонки, извлекают известным методом смесь, содержащую бензотиофен (20 вес.%) и нафталин. Этот концентрат при дальнейшей обработке этим же методом доводят до получения чистого бензотиофена, что из примера 2. Потери продуктов не превыщают 3%.

Пример 2. На том же роторном экстракторе разделяют противоточной экстракцией фракцию оттеков прессования коксохимического нафталина состава: бензотиофен 7 вес.%, нафталин 30 вес.%., остальное - метилнафталины (по данным ГЖХ-анализа). Исходную смесь подают также в виде 10%-ного раствора в октане. В верхнюю часть колонки подают диэтиленгликоль, в нижнюю - исходный раствор при соотношении 1 : 1. С верха экстрактора отбирают рафинат, обогащенный нафталином и метилнафталинами, а из нижней части - экстракт, обогащенный бензотиофеном. Выделенная из рафината нафталиновая фракция имеет следующий состав, вес.%: нафталин 95,4, бензотиофен 4, метилнафталины 0,6. Из экстракта выделяют смесь бензотиофена (60 вес.%) и нафталина. Этот кон.«№

. .,.

. л ..fцентрат бензотиофена подвергают последующей экстракции. В результате получают чистый бензотиофен состава: бензотиофен 98%, нафталин 2% (по данным ГЖХ). Общие потери продуктов не выще 3%.

Пример 3. На противоточной насадочной колонне эффективностью 20 Т.С., снабженной греющей рубашкой, подвергают экстракции нафталиновую фракцию коксохимического производства, которая имеет следующий состав, вес.%: нафталин 85, бензотиофен 3,5, 1- и 2метилнафталины 11,5 (по данным ГЖХ). Эту фракцию, нагретую до 80°С, подают в нижнюю часть колонны, а в верхнюю часть подают 5%,-ный водный раствор диэтиленгликоля. Соотношение исходная смесь : растворитель составляет 1 : 3 по объему. Процесс противоточной экстракции осуществляют при 80°С и атмосферном давлении. С верха колонны отбирают рафинат, обогащенный метилнафталинами. Последние извлекаются из рафината известным методом. Из экстракта выделяют смесь нафталина и бензотиофена (содержание последнего 5 вес.%). Эту фракцию

подвергают дальнейщей экстракции по примеру 1. В результате получают бензотиофен 98%-ной чистоты и очищенный нафталин, соответствующий ГОСТу 16106-70. Потери продуктов не превыщают 3% от исходного количества.

Пример 4. Аналогично примеру 3 подвергают экстракции фракцию оттеков прессования коксохимического нафталина, которая имеет следующий состав: бензотиофен

7 вес.%,, нафталин 30 вес.%, остальное-метилнафталины (по данным ГЖХ). Эту фракцию, нагретую до 80°С, подают в нижнюю часть насадочной колонны, а сверху в колонну вводят 5%-ный водный раствор диэтиленгликоля. Соотнощение исходная смесь : растворитель равно 1 :3 (но объему). С верха колонны отбирают рафинат, содержащий преимущественно метилнафталины. Последние выделяют из рафината известным методом.

Из экстракта известным способом извлекают смесь нафталина и бензотиофена (содержание последнего 10 вес.%,), которую затем подвергают дальнейшей экстракции по примеру 1. В конечном счете выделяют чистый бензотиофен (98 вес.%) и очищенный нафталин, соответствующий ГОСТу. Потери продуктов не превышают 3-5% от исходного количества.

Предмет изобретения

1- Способ выделения бензотиофена и нафталина из технических смесей, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов и упрощения процесса, техническую смесь подвергают многоступенчатой

противоточной экстракции системой из полярного и пеполярного растворителей с последующим выделением целевого продукта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полярного растворителя применяют алифатические гликоли, их простые 56

эфиры, эфиры или амиды карбоновых кислот,другом н.М с водой, и в качестве неполярного

алифатические амины или оксиамины, пирро-растпорителя фи.меняют парафиновые углелидон или сульфолаи, диметилсульфоксид иливодороды фракции CG-Сю и нроцесс ведут

тиодигликоль или смеси этих веществ друг спри 20-90°С.

415262